钯是稀缺的铂族金属之一，其使用量逐年上升，现在已成为世界上消费量最大的铂族金属。钯基催化剂是一种用途广泛、性能良好的通用型催化剂，在用作催化剂时以颗粒形式使用，钯基催化剂在精细化工领域和石油化学工业得到广泛应用 [1-3]，在使用过程中，催化剂活性降低、失效而最终废弃。但是，废弃的催化剂依旧存在一定数量的钯，其品位远高于自然界中的钯矿床，回收价值很高 [4-5]。本文针对废钯氧化铝催化剂中钯的回收展开研究，寻求一种快速、高效的方法，实现钯的再生利用。
1 & emsp实验部分
1.1原材料
本实验所用的废钯氧化铝催化剂原料为某催化剂企业提供的含钯废石油催化剂原料，颜色为黑色，球形、颗粒状，直径2 ~ 3 mm，有少许刺激性气味。废催化剂中最重要的元素是Al，此外还有Fe、Si、Pd、Ti、C等元素。经定量分析，废催化剂中钯的含量为0.201 8%，远远高于天然钯矿中的含量。
1.2试剂
试验所用试剂为工业级盐酸、氯酸钠和水合肼，其他物质为过氧化氢和铝锭，分析纯为盐酸、氨水、氯化铵和去离子水。
1.3主要设备
梭式炉、尾气处理设备、搪瓷反应器、过滤器、电子秤等。
1.4湿法浸出
1.4.1废催化剂预处理
钯催化剂含有有机物。如果直接浸出，在氧化过程中会剧烈产生泡沫，可能导致水壶危险。而且不焚烧，浸出液不清，会影响后续的提炼提纯。取558.6 kg物料，放入若干不锈钢板中，厚度不超过6 cm，放在架子上，在高温梭式炉中焚烧，去除水分和有机物，初始温度控制在180℃左右。干燥水分，蒸发低沸点有机物，防止物料在高温焚烧时发生爆燃。2小时后，升温至700℃，开始定时焚烧6小时，温度不超过750℃，然后自然冷却，使用2吨原料。本实验将焚烧尾气引入高温焚烧炉尾气处理系统，采用二次焚烧、水淬、活性炭滑石粉吸附、布袋除尘、碱液吸收等处理方法。尾气无异味，达标排放[6-8]。
1.4.2水合肼的还原
钯在焙烧过程中会被氧化成氧化钯，氧化钯微溶于王水。在酸和氧化剂的体系中，氧化钯也很难被浸出，所以要还原。将上述焚烧后的558.6 kg钯氧化铝装入吨袋中，与地面一起，将600 kg水和6 L水合肼加入1 500 L吨桶中，水位高于物料10 cm。然后用蒸汽加热至沸腾1 h，冷却后，水就澄清了。清水转移(可重复使用)，用水冲洗3次。
1.4.3使用各种氧化剂和交替进料方法溶解和浸出钯。
向反应釜中加入250 L水至液面刚好触及反搅拌桨底部，然后加入560 kg工业盐酸、25 kg工业双氧水、140 kg物料，再加入2 L氯酸钠溶液(2.79kg工业氯酸钠溶于水，体积定为50 L)，再加入2 L氯酸钠溶液和12.5 kg工业双氧水。
加入140 kg物料后，立即加入2 L氯酸钠溶液，最后加入所有剩余物料，立即加入2 L氯酸钠溶液，然后加入12.5 kg工业双氧水。每隔5分钟添加2 L氯酸钠溶液，直到溶液用完。自发反应为放热反应，直至釜内物料温度升至48℃，浸出2 h，排出浸出液，再用0.5 mol/L稀盐酸漂洗5次，浸出液与洗涤液合并，用铝置换。置换尾液中钯浓度小于0.005 g/L，置换渣保持湿润状态，然后转入精炼提纯。
1.5精炼和提纯
钯是用传统的化学提纯工艺精制提纯的。用盐酸和氯酸钠溶解钯后，加入氯化铵沉淀钯，用氨水络合，用盐酸酸化，再用氨水络合。最后用水合肼还原得到纯钯粉，干燥取样后重1 513.5 g。结果表明，钯粉纯度达到海绵钯(GB/T 1420 & mdash；2015)99.95%钯粉的要求。将精制提纯过程中产生的母液中的置换渣、氨络渣和溶浸渣合并，在750℃煅烧4 h，然后结合下一步处理，称取87.4 g，取样分析，钯含量为6.72%，相当于5.87 g
2 & emsp结果和讨论
2.1工艺流程
流程如图1所示。
2.2金属钯的平衡
其余的钯如表1所示。
2.3流程分析
本实验采用天然气加热、静态和低温焚烧对废催化剂进行预处理，采用高温二次燃烧尾气、水淬、活性炭滑石粉吸附、布袋除尘和碱液吸收对废催化剂进行处理。尾气达标排放，生产清洁。水合肼还原废水可重复利用，减少用水量，降低废水处理量，实现节能减排。本实验采用多种氧化剂，多次少量交替加料，使盐酸与氧化剂反应生成的游离态[O]和[Cl]能及时与钯原子反应，减少了辅料的投入和废气排放的处理。利用放热反应，在不加热、不搅拌的情况下，每台2 000 L搪瓷反应釜可投料650 kg，大大提高了设备利用率和工厂生产能力。在溶解浸出钯的过程中，发现在一定溶解时间的条件下，钯与氧化铝、浓盐酸、双氧水、氯酸钠的比例为1 ∶ 1 ∶ 0.1 ∶ 0.005为最佳条件，金属钯的浸出率为99.4%。
从钯的平衡可以看出，该工艺钯的回收率达到98.9%，其余大部分分布在湿渣和精炼渣中，比例较小。在大规模生产过程中，炉渣的绝对量大，其中所含贵金属的绝对量大，需要进一步回收利用[9-10]。
3 & emsp结论
采用双氧化剂和交替加料的方法，自身反应放出热量，无需加热和搅拌，试剂利用率高。2 000 L搪瓷反应釜可投料650 kg废钯铝催化剂，设备利用率高，可实现批量生产。工业废水排放量少，成分简单，可作为废水净化剂处理。废渣为纯氧化铝颗粒，可回收利用。
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